淺析BIM 技術在建筑工程設計中的應用優勢

文／程慶 景德鎮市建筑設計院有限公司 江西景德鎮 333000

引言：

隨著經濟社會的發展和城鎮化水平的提升，大量的農村人口逐漸轉向城市，由此造成城市用地緊張。城鎮居民對建筑工程的要求不斷提升，加大對建筑工程的需求，而建筑工程作為影響民生的重要行業，為建筑工程行業的快速發展提供了現實依據。信息技術的迭代更新使傳統建筑工程設計難以滿足實際的工程需求，通常會面臨工期延長、質量低下等問題。所以建筑工程設計需要謀求更新的技術手段來提升工程質量，BIM 技術應運而生。BIM 技術的使用可以彌補傳統建筑工程設計的缺陷，是一種新興的信息設計技術。如何在建筑工程設計中充分利用BIM 技術的優勢成為建筑行業相關部門應重點思考和解決的問題。

1.BIM 技術的簡述

建筑信息模型（Building Information Model，BIM），是由美國傳入中國的，它是21 世紀信息技術發展到一定程度衍生的產物，能夠對建筑行業的發展起到強有力的推動作用。BIM 技術利用專業的工程軟件，將建筑工程內部的構件和系統賦予具有彼此關聯的參數信息，并通過三維立體的形式對建筑工程進行設計、編輯、修改以及分析，貫穿整個工程體系，極大程度提升了工程效率[1]。BIM 技術的核心是利用計算機三維模型形成強大專有的數據庫，并通過對數據的動態觀測及時進行工程進度和規劃調整，分析和調動建筑工程數據，為建筑工程決策提供科學準確的數據，提升建筑項目工程質量。BIM 技術是一種新興的建筑工程設計技術，是對傳統CAD 技術的革新和發展。它在二維圖紙的基礎上延伸到三維甚至多維層面，實現對建筑模型的多維度觀察。隨著時代的發展，BIM 技術中已經引入了時間維度，幫助建筑工程設計者更為直觀清晰的進行圖紙設計。

通俗來講，BIM 技術就是某一建筑在實際動工建設之前先通過三維立體的圖形將建筑完整準確地利用計算機軟件展現出來，并通過多次修正實現數據優化。BIM 技術具有強大的協同優勢，可以盡可能協調不同建筑主體和利益方的信息協同，降低多方溝通成本，提升經濟效益。

BIM 技術在建筑工程設計中的突出優勢就是可以實現協同作業、可視化設計與碰撞檢查[2]。

第一，BIM 技術為不同主體之間協同作業提供了專業化的平臺，可以使不同設計者將其工作內容上傳至指定的位置，方便不同部門人員即時共享設計信息，提升設計效率。通過三維可視化的設計形式，設計者可以及時發現設計圖紙中的問題，不斷對設計參數進行修正以達到最為科學合理化的效果。

第二，BIM 技術的使用可以最大程度實現數據優化，保證部門之間的協調性。建筑工程設計者利用BIM 技術不僅可以實現平面作業，還可以利用三維模型實時查看建筑數據，在虛擬環境中設計建筑參數，減少建筑工程的安全隱患，保證建筑工程質量，延長建筑的使用壽命。

第三，BIM 技術可以對建筑工程中的構件和專業設計進行細致完善的碰撞檢查，從而提前消除硬碰撞與軟碰撞，不斷完善工程建設流程，避免人為失誤產生工程質量問題，做到充分利用空間，保證后期的維修。

隨著工業化和城鎮化的發展，城市用地緊張，所以為了節省城市用地，高層建筑越來越多。建筑工程設計不僅需要關注建筑的實用性和復雜性，也要注重建筑的美觀性。BIM 技術的應用使建筑工程設計變得更為簡單和直觀，提升建筑設計質量。

2.BIM 技術在建筑工程設計中的應用現狀分析

BIM 技術作為建筑行業重要的設計工具，能夠為設計者提供清晰可視的分析數據，可以看作設計者的重要輔助和導向工具。使用BIM 技術可以協同各個部門，實現信息的即時高效共享。BIM 技術是從國外引進的，起步時間較晚，所以與西方發達國家會存在一定的差距，在虛擬現實或者BIM 后期顯示技術方面較為稚嫩。我國與國外的管理體系不同，要實現對建筑工程管理的精細化和全面化，為BIM 技術的推廣和普及提供管理制度的土壤。城市建筑尤其是高層建筑的內部結構復雜、對安全性要求高，要充分利用BIM 技術進行設計水平的提升，以達到預期的管理效果。BIM 技術可以縮短工程周期、提升設計效率，以降低設計成本。建筑工程設計會涉及如施工方、設計方、業主等多個建筑主體，利用BIM 技術可以最大程度降低傳統建筑設計的失誤概率，優化和修正參數，不斷改善建筑工程設計品質。建筑工程設計各方都應建立科學的管理制度，明確崗位職責，實現管理效率的提升[3]。

建筑模型就是按照實際建筑的等比例進行縮小后得到的，可以直觀立體地反映建筑內部和外在的特點。傳統建筑設計者可以利用二維圖紙進行建筑設計，而BIM 技術的應用使建筑設計由二維走向三維，使建筑工程設計更容易得到反饋。BIM 技術的引進和使用時間相對較短，在軟件操作與實際數據之間會存在一定的差距。參考數據與實際建筑數據之間的誤差較大，就容易對三維建模的效果產生影響。BIM 技術通過對數據的分析和對比，強化對建筑內部結構的認知，從而構建直觀清晰的建筑模型，進行等比例建模。BIM 技術的使用可以保證建筑的合理和美觀，增強協調性，精簡施工流程，提升建筑工程水平。

3.BIM 技術在建筑工程設計中的特征

3.1 信息化

信息化的發展為BIM 技術的應用提供了技術支撐。建筑工程設計工作需要做到與時俱進，創新和優化技術手段，為建筑工程設計的不斷完善打好基礎。BIM 技術將信息技術作為技術核心，可以將所有的建筑工程數據納入系統當中，及時更新數據庫，提升設計人員的工作效率[4]。

3.2 可視化

BIM 技術實行三維立體的建模形式，對建筑內部結構和外部景觀進行準確記錄和展現，將建筑工程設計的內容直觀展示，實現可視化。例如，設計人員在進行建筑工程設計時，可以利用中線呈現建筑效果。建筑工程設計需要考慮和分析的參數指標較多，設計工作相對較為復雜，所以設計人員在利用BIM 技術進行設計時，可以將實際的工程信息轉化為具有明確數據的信息，并利用這些信息構建三維立體圖，保證整個過程的簡單化和清晰化。

3.3 結構優化

建筑工程設計是一項復雜且專業的工作，涉及如建筑設計、施工、運行以及維護等多個流程，而BIM 技術的應用可以優化建筑流程，對建筑工程進行分析和監測。實際的建筑施工多是露天作業，會受到較多外界因素的影響，因此設計人員應充分考慮影響建筑施工質量的因素，制訂并執行科學的制度，優化建筑類型[5]。

4.BIM 技術在建筑工程設計中的應用優勢

BIM 技術的應用可以最大程度提升建筑工程的效率，彌補傳統建筑行業的不足，所以BIM 技術在建筑工程設計中具有多種應用優勢。

4.1 BIM 技術在建筑方案設計中存在的優勢

設計人員在制訂建筑方案設計前需要搜集和整理影響建筑工程質量的各項數據，從而利用BIM 技術將調研數據轉變為具有可視性的建筑模型，實現信息在各個建筑主體的傳遞和流轉，實現對建筑工程空間的測量與評估。建筑工程設計人員和業主可以實現即時交流和溝通。設計人員與業主對建筑的每項數據進行溝通和探討，實時修改不合適的建筑數據，保證建筑工程設計可以讓業主滿意。建筑師根據業主的要求和建筑工程的實際情況統一進行建筑圖紙修改。BIM 技術的使用可以彌補建筑方案設計中的不足之處，提升建筑工程的實施效率，把握建筑工程的施工節奏，避免耽誤工期，降低建筑支出成本[6]。BIM 技術的使用可以通過三維可視化的模型與建設要求進行比對，制訂符合標準的方案設計。

4.2 BIM 技術在建筑工程劃分上存在的優勢

建筑工程的空間可以利用BIM 技術進行區分，并將其引入建筑工程設計當中，提升建筑工程設計的水平。BIM 技術可適用于不同的場景，尤其是地形較為復雜、不易勘測的地帶，收集和整理與地形、地質、水文、氣候等因素有關的數據進行調研。BIM 技術可以解放人力，降低施工成本，嚴格控制建筑工程設計成本。要想實現高水平的建筑工程設計，設計人員需要對當地的環境進行實際勘察，對關鍵參數指標做到先進性測量，多次進行建筑工程實驗比對，有針對性地開展建筑物模擬和校驗。做好建筑工程的區域劃分可以更好地收集建筑資料，并將這些數據納入數據庫中，方便設計人員對數據的調用和規劃，優化建筑內部空間結構，提升建筑工程設計的水平，降低建筑施工成本。

4.3 BIM 技術在建筑工程管理設計上存在的優勢

使用BIM 技術的關鍵在于對各項建筑工程的數據進行高效管理，而想要充分利用BIM 技術實現建筑工程設計則需要對如建筑幾何信息、非幾何信息與數據信息的測量。BIM 技術的應用可以使管理者采取更為有效便捷的方式進行各部門的溝通與探討，降低部門之間的溝通成本[7]。建筑工程設計是一項復雜且系統化的工作，由此帶來較為繁瑣的管理問題，使設計人員在方案設計和流程把控上缺乏強有力的手段。BIM 技術的應用使建筑的各項參數指標和信息都可以納入系統當中，直觀清晰分享給參與建筑項目的人，將建筑工程設計信息準確傳達給信息讀取者。BIM技術不僅可以對建筑工程設計的參數指標進行分析，還可以隨時調動相關的會計信息，為管理者進行科學決策提供準確的數據信息。BIM 技術的引進可以幫助建筑工程管理層實現管理的高效化和便捷性，提升建筑工程設計的質量。

4.4 BIM 技術在建筑細節中存在的優勢

隨著經濟社會的發展和人們生活水平的提升，人們對建筑的要求越來越高。建筑不僅要滿足人們居住的需求，保證建筑的實用性功能；也要保證建筑具有美觀性，為人們提供更為舒適的生活和工作環境。所以，建筑工程設計應關注建筑的細節，充分尊重業主的設計需求，開展精細化設計作業。BIM 技術可以通過對數據的深入分析以及可視化的軟件操作，反復查看建筑設計細節，打造更具有人文關懷的建筑，保證建筑的宜居性和實用性。BIM 技術在建筑工程設計上發揮著不可比擬的優勢，利用采集到的信息構建與真實建筑相符合的建筑模型，保證數據的嚴謹性和精準性。BIM 技術可以擴大建筑工程設計的廣度和深度，確保數據的準確性和客觀性，優化建筑工程設計的資源配置，確保建筑工程實現精細化管理[8]。

4.5 BIM 技術在綠色設計中存在的優勢

隨著經濟社會的發展和我國對生態環境保護的意識加強，建筑工程中應盡可能使用綠色材料以降低建筑原材料對環境的破壞，減少產生如粉塵污染、光污染等情況，實現節能減排，優化資源配置，提升建筑企業對建筑資源的利用效率。建筑工程除了可以使用綠色材料之外，還需要充分利用如自然通風、自然采光等優勢，減少對施工材料的浪費。建筑行業要想在激烈的市場競爭中脫穎而出，就要不斷提升建筑工藝水平、保證建筑工程質量、追求建筑的節能環保。BIM 技術的應用可以將建筑內部進行全方位的展示，直觀展示所需要的材料，充分結合建筑的地形、水文、氣候等自然因素，將各種建筑資源進行充分利用。建筑工程設計要利用多種專業知識，充分考慮建筑工程的采光與通風，使人們在居住時能夠感受自然，提升對自然資源的利用效率。

5.提升BIM 技術在建筑工程設計中應用效率的策略

5.1 建筑工程設計要與其他部門進行高效合作

建筑工程設計是一項專業且復雜的工作，涉及多個環節和部門，因此需要部門之間做好配合和協調。要想保證建筑工程設計的質量，相關設計人員不僅要嚴格按照BIM技術的操作流程和步驟，還要利用BIM 技術實現建筑資源的共享共建。建筑工程設計部門與相關單位進行合作，找到自身與其他建筑單位的差距，做好管理流程優化。建筑工程設計人員應充分結合當地建筑的實際情況，根據專業化的建筑工程設計方法，對建筑設計進行優化和調整，提升建筑工程設計的質量和水平。BIM 技術是經濟社會發展到一定程度的產物，能夠減少人為失誤，解決信息溝通不暢的問題。另外，BIM 技術的使用可以大幅度縮短工期，提升建筑工程設計的效率，充分利用現有的資源，提升BIM 技術的普及程度。

5.2 BIM 技術的完善需要多方參與

建筑工程設計在實施過程中會有如建筑企業、建筑工程設計者、業主等多方參與，涵蓋的人員數量較多，所以人員素質參差不齊。建筑工程設計需要專業的人員進行專業化的設計，為后期的建筑施工提供準確的圖紙。建筑工程設計不僅需要設計人員，還需要人力資源、財務管理、審計等部門共同對設計方案進行審查，及時發現設計方案中的紕漏并加以修改，嚴格控制建筑工程的流程和成本，提升經濟效益。因為建筑工程實施會涉及多個部門，而通常情況下每個部門對建筑工程設計關注的角度不同，所以難免會出現一些不同的聲音或意見。BIM 技術可以綜合各個部門的意見，并對其加以分析和整合，充分考慮和協調各方的利益，避免后期施工中出現大規模修改的情況，減輕設計人員的負擔和工作量。因此，建筑企業在使用BIM技術進行工程設計時可以邀請各個部門的負責人參與研討，提出有針對性的意見和想法，確保工程設計圖紙可以滿足各方的需求[9]。

5.3 提升建筑工程設計人員的綜合素質

BIM 技術是一種新興的信息技術，其中涵蓋計算機、建筑、法律等專業性的知識，對設計人員的要求較高。另外，建筑工程設計人員要想在激烈的就業市場中脫穎而出必須不斷強化自身的綜合素質，加強技術培訓。首先，針對BIM 技術操作流程和步驟，建筑企業應為建筑工程設計人員安排定期的技能培訓，統籌考慮和分析影響建筑質量的因素，不斷提升建筑人員的專業技能水平。建筑企業應安排技術骨干的交流會，鼓勵技術人員在會上踴躍發言，積極溝通在工作中遇到的問題，實現教學相長，集思廣益。其次，建筑企業應鼓勵設計人員積極參與職稱評定或者考試，提升其業務能力。建筑企業的技術責任人可以設立考核機制，明確賞罰，調動設計人員工作的積極性。最后，建筑工程設計人員應明確建筑行業是在不斷發展的，要想不被時代淘汰，就要樹立終身學習的態度，不斷完善自我，提升技能水平。

5.4 建筑企業應重點培養技能型人才

我國建筑行業發展迅猛，但是BIM 技術仍處于起步階段，所以需要不斷優化該技術以便為建筑工程設計提供更好的服務。建筑施工人員通常具有豐富的施工經驗，但是因為BIM 技術使用較少所以建筑行業應有意識地培養建筑技能型人才。要想熟練掌握BIM 技術不僅需要擁有扎實的專業知識，還要擁有足夠的實踐技能。所以建筑工程設計人員應深入施工現場，主動采集和整理施工現場的資料，完善施工流程。全面的建筑技能型人才必須實現理論與實踐相結合，在實踐中熟練掌握BIM 技術操作。技能型人才可以將BIM 技術融入建筑施工中，為建筑工程行業的發展保駕護航。

結語：

綜上所述，BIM 技術是信息技術發展到一定程度的產物，能夠大幅度提升建筑工程設計的質量，保證施工進度，促進建筑行業的健康長期發展。BIM 技術在我國的引進時間較短，所以在發展上存在不夠成熟的地方。但是建筑工程設計應充分發揮BIM 技術的優勢，推動建筑行業向前發展。建筑企業也應采取有針對性的策略解決BIM 技術在推廣中遇到的問題，提升BIM 技術的應用水平。